DE102013218478B4

DE102013218478B4 - Fehlerbetrieb-stromversorgungssystem mit einem einzigen energiespeicher

Info

Publication number: DE102013218478B4
Application number: DE102013218478.6A
Authority: DE
Inventors: David P. Koch; Chandra S. Namuduri; Jeffrey James HOORN; Nikhil L. Hoskeri; Mark C. Hoinka
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2013-09-16
Publication date: 2023-02-02
Anticipated expiration: 2033-09-17
Also published as: US20140078630A1; US9184582B2; CN103661401B; CN103661401A; DE102013218478A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Fehlerbetrieb-Stromversorgungssystems (100) für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren umfasst, dass:eine erste Spannung (31) an einer ersten Leistungsverteilungsstrecke (50) und eine zweite Spannung (33) an einer zweiten Leistungsverteilungsstrecke (52) überwacht werden, wobei beide Leistungsverteilungsstrecken (50, 52) parallel angeordnet sind und von einer jeweiligen unabhängigen Leistungsquelle (10; 12) mit Leistung versorgt werden, um einer oder mehreren Lasten (40, 42, 44), die auf jede Leistungsverteilungsstrecke (50, 52) verteilt sind, elektrische Leistung zuzuführen;ein Isolatorschalter (3) überwacht wird, der zwischen offenen und geschlossenen Zuständen gesteuert betrieben werden kann, wobei der geschlossene Zustand die Leistungsverteilungsstrecken (50, 52) verbindet und der offene Zustand die Verbindung zwischen den Leistungsverteilungsstrecken (50, 52) öffnet;jede der ersten (31) und zweiten (33) überwachten Spannungen mit einer Referenzspannung (35, 36) verglichen wird, was umfasst, dass entweder:jede der ersten (31) und zweiten (33) überwachten Spannungen mit einem ersten Spannungsbereich nur dann verglichen wird, wenn der Isolatorschalter (3) in dem geschlossenen Zustand betrieben wird, wobei der erste Spannungsbereich durch eine erste untere Grenze und eine erste obere Grenze definiert ist; oderjede der ersten (31) und zweiten (33) überwachten Spannungen mit einem zweiten Spannungsbereich nur dann verglichen wird, wenn der Isolatorschalter (3) im offenen Zustand betrieben wird, wobei der zweite Spannungsbereich durch eine zweite untere Grenze, die größer als die erste untere Grenze ist, und eine zweite obere Grenze, die kleiner als die erste obere Grenze ist, definiert ist, was bedeutet, dass sich der zweite Spannungsbereich innerhalb des ersten Spannungsbereichs befindet;wenn ein vorbestimmter Betriebsmodus, der Leistung benötigt, die im Fehlerfall verfügbar ist, aktiviert wird:der Isolatorschalter (3) in den offenen Zustand gesteuert wird, wenn mindestens eine der ersten (31) und zweiten (33) überwachten Spannungen die Referenzspannung (35, 36) verletzt; undder Isolatorschalter (3) in den geschlossenen Zustand gesteuert wird, wenn keine der ersten (31) und zweiten (33) überwachten Spannungen die Referenzspannung (35, 36) verletzt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft das Liefern von elektrischer Leistung an kritische elektrische Lasten bei elektrischen Fehlern, wenn ein Fehlerbetrieb-System aktiviert ist.
HINTERGRUND
Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen nur Hintergrundinformationen mit Bezug auf die vorliegende Offenbarung bereit. Folglich sind diese Aussagen nicht dazu gedacht, eine Anerkennung des Standes der Technik zu bilden.
Autonome Fahrsysteme und Systeme mit eingeschränkter Fähigkeit zum autonomen Fahren auf Schnellstraßen (FLAAD-Systeme, FLAAD von freeway limitedability autonomous driving) verwenden Eingaben mit Bezug auf die Straße, die Umgebung und andere Fahrbedingungen, um Drosselklappen-, Bremsen- und Lenkungsmechanismen automatisch zu steuern. Zum Ersetzen des menschlichen Geistes als Kontrollmechanismus beim Betreiben des Fahrzeugs ist eine genaue Schätzung und Identifikation einer klaren Strecke, über die ein Kraftfahrzeug fahren soll, wünschenswert.
Bei jedem autonomen Fahrsystem ist es wünschenswert, dass zum Aufrechterhalten des Betriebs des Fahrzeugs kritische elektrische Lasten, wenn das autonome Fahren aktiviert ist, bei Fehlern in einer beliebigen der elektrischen Leistungsquellen oder einer beliebigen der Leistungsverteilungsstrecken eine Zeitspanne lang, z.B. 5 Sekunden, mit nicht unterbrochener Leistung versorgt werden, so dass geeignete Controller, die den kritischen elektrischen Lasten zugeordnet sind, während der Zeitspanne weiterhin funktionieren.
Die kritischen elektrischen Lasten können Lasten eines Fehlerbetrieb-Systems (FOS-Lasten, FOS von fail operation system) enthalten, das Controller zum Betreiben verschiedener Aktoren und Systeme mit Leistung versorgt, welche für das autonome Fahren benötigt werden, z.B. wenn ein FLAAD-Modus aktiviert ist. Es ist wünschenswert, dass die FOS-Lasten im Fehlerfall betriebsfähig bleiben und eine redundante Leistungszufuhr auch bei elektrischen Fehlern im elektrischen System mindestens 5 Sekunden lang empfangen. Wenn der FLAAD-Modus aktiviert ist, wird eine ununterbrochene Fehlerdiagnose überwacht, um die Existenz beliebiger Fehler im elektrischen System zu detektieren. Wenn während des autonomen Fahrens, d.h. wenn der FLAAD-Modus aktiviert ist, ein Fehler detektiert wird, ist das Fahrzeug ausgestaltet, um temporär auf Spurhaltung umzuschalten, und es benötigt eine unmittelbare Übernahme der Kontrolle durch den Fahrer. Folglich muss das Fahrzeug während der Übernahme der Kontrolle durch den Fahrer die Seiten/Längsrichtung mindestens eine vorbestimmte Zeitspanne lang, z.B. 5 Sekunden lang, aufrechterhalten.
Es ist beispielsweise bekannt, Reserveleistung unter Verwendung zusätzlicher Batterien oder Ultrakondensatoren für jede FOS-Last bereitzustellen, wenn ein Leistungsverlust detektiert wird. Zusätzliche Batterien oder Ultrakondensatoren erhöhen die Masse und vergrößern die Packungsgröße jeder FOS-Last; sie erhöhen die Kosten, wenn sie zum individuellen Versorgen jeder FOS-Last ausgelegt sind; und sie versorgen nicht das gesamte elektrische System oder alle Controller des Fahrzeugs, sondern sie versorgen nur diejenigen FOS-Lasten, denen die zusätzlichen Batterien oder Ultrakondensatoren zugeordnet sind.
Die nicht vorveröffentlichte Druckschrift DE 10 2011 109 709 A1 offenbart ein Verfahren zur Spannungsversorgung eines Bordnetzes eines Fahrzeugs, bei dem zwei Energiespeichervorrichtungen parallel geschaltet sind, um das Bordnetz mit Energie zu versorgen. Eine Verbindung zwischen dem ersten Energiespeicher und dem Bordnetz wird abhängig von einem Verhältnis einer ersten Gleichspannung des ersten Energiespeichers zu einer zweiten Gleichspannung eines zweiten Energiespeichers unterbrochen, um dadurch die zweite Gleichspannung an die erste Gleichspannung anzupassen.
In der nicht vorveröffentlichten Druckschrift DE 10 2011 101 531 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugbordnetzes mit zwei Bereichen offenbart, wobei ein erster Bereich einen Starter und einen ersten Energiespeicher enthält und ein zweiter Bereich einen Generator und einen damit über einen DC/DC-Umsetzer verbundenen zweiten Energiespeicher enthält. Ein zwischen den beiden Bereichen angeordnetes Schaltelement ermöglicht einen Stromfluss vom ersten zum zweiten Bereich, eine Unterbrechung oder eine Durchverbindung.
Die Druckschrift DE 10 2010 011 276 A1 offenbart ein Bordnetz für ein Fahrzeug, das zwei Energiespeichervorrichtungen mit jeweiligen Spannungsniveaus sowie eine Steuerungseinheit mit einer Verpolschutzdiode enthält. Wenn das zweite Spannungsniveau unter dem ersten Spannungsniveau liegt, wird die Verpolschutzdiode durch einen Schalter überbrückt; andernfalls wird der Schalter geöffnet.
In der Druckschrift DE 10 2005 015 993 A1 ist eine Vorrichtung zur Kopplung zweier Ladungsspeicher in einem Fahrzeug offenbart, welche einen Energiespeicher und einen Leistungsspeicher umfassen. Ein Schalter der Koppelvorrichtung entkoppelt den Energiespeicher bei hohem Strombedarf vom Leistungsspeicher und wird zum Begrenzen eines Maximalstroms aus dem Energiespeicher verwendet, um dessen Lebensdauer zu erhöhen.
Die Druckschrift US 2005 / 0 275 289 A1 offenbart ein Verfahren zum Schalten und Steuern elektrischer Energie in einem Fahrzeug mit einer Hauptbatterie und einer Zusatzbatterie, die jeweilige Lasten mit Strom versorgen. Zudem werden Zustände der Batterien bestimmt, um die Übertragung von elektrischer Energie gemäß den Zuständen zu ermöglichen.
In der Druckschrift WO 2009 / 012 843 A1 ist ein elektronischer Trennschalter zum Trennen eines Kraftfahrzeug-Bordnetzes in zwei Bereiche offenbart, der einen Halbleiterschalter zur Verbindung eines Eingangsanschlusses mit einem Ausgangsanschluss, eine Überwachungsschaltung zum Überwachen einer Spannung am Eingangs- und/oder Ausgangsanschluss oder eines Stroms durch den Halbleiterschalter und eine Steuerungsschaltung umfasst, die den Halbleiterschalter ausschaltet, wenn die Überwachungsschaltung feststellt, dass die überwachte Spannung oder der überwachte Strom unter einen vorgegebenen Schwellenwert absinkt.
Die Druckschrift DE 10 2009 030 962 A1 offenbart ein Vorladen eines Hochspannungsbusses unter Verwendung einer spannungsgeregelten Leistungsversorgung, wobei die Spannung einer Energiequelle beschafft wird, auf die der Hochspannungsbus aufgeladen werden soll, ein negatives Schütz aktiviert wird, die spannungsgeregelte Leistungsversorgung auf die Spannung der Energiequelle geregelt wird und dann ein positives Schütz aktiviert wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Verfahren zum Betreiben eines Fehlerbetrieb-Stromversorgungssystems für ein Fahrzeug umfasst, dass eine erste Spannung an einer ersten Leistungsverteilungsstrecke und eine zweite Spannung an einer zweiten Leistungsverteilungsstrecke überwacht werden. Es wird ein Isolatorschalter überwacht, der zwischen offenen und geschlossenen Zuständen gesteuert betrieben werden kann. Der geschlossene Zustand verbindet die erste und zweite Leistungsverteilungsstrecke und der offene Zustand öffnet die Verbindung zwischen der ersten und zweiten Leistungsverteilungsstrecke. Jede der überwachten ersten und zweiten Spannungen wird mit einer Referenzspannung verglichen, wobei jede der ersten und zweiten überwachten Spannungen mit einem ersten Spannungsbereich nur dann verglichen wird, wenn der Isolatorschalter in dem geschlossenen Zustand betrieben wird, wobei der erste Spannungsbereich durch eine erste untere Grenze und eine erste obere Grenze definiert ist; oder jede der ersten und zweiten überwachten Spannungen mit einem zweiten Spannungsbereich nur dann verglichen wird, wenn der Isolatorschalter im offenen Zustand betrieben wird, wobei der zweite Spannungsbereich durch eine zweite untere Grenze, die größer als die erste untere Grenze ist, und eine zweite obere Grenze, die kleiner als die erste obere Grenze ist, definiert ist, was bedeutet, dass sich der zweite Spannungsbereich innerhalb des ersten Spannungsbereichs befindet. Wenn ein vorbestimmter Betriebsmodus erfordert, dass Leistung aktiviert wird, die im Fehlerfall verfügbar ist, wird der Isolatorschalter in den offenen Zustand gesteuert, wenn mindestens eine der überwachten ersten und zweiten Spannungen die Referenzspannung verletzt, und der Isolatorschalter wird in dem geschlossenen Zustand gesteuert, wenn keine der überwachten ersten und zweiten Spannungen die Referenzspannung verletzt.
Figurenliste
Nun werden eine oder mehrere Ausführungsformen anhand von Beispielen mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:

1 ein beispielhaftes Fehlerbetrieb-Stromversorgungssystem (FOPS) gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt, das zwei parallele Leistungsverteilungsstrecken enthält, die jeweils von einer unabhängigen elektrischen Quelle zum Liefern elektrischer Leistung an kritische Lasten, welche auf zwei parallelen Leistungsverteilungsstrecken verteilt sind, mit Leistung versorgt werden;
2 einen Isolatorschaltercontroller gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht, der spezielle Betriebsbedingungen des Fahrzeugs bewertet, um ein Steuerungssignal zum Steuern eines Isolatorschalters 3 von 1 zwischen offenen und geschlossenen Zuständen zu erzeugen;
3 ein beispielhaftes Flussdiagramm 300 zum Bewerten des FOPS 100 von 1, um das Steuerungssignal 212 von 2 zum Steuern des Isolatorschalters 3 zwischen offenen und geschlossenen Zuständen gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
4 einen Schaltplan des Isolatorschalters 3 von 1, der eine Stromversorgungsschaltung und eine zugehörige Treiberschaltung enthält, gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
5 einen Schaltplan einer beispielhaften Spannungsfesthalteschaltung mit Bezug auf die Spannungsfesthalteschaltungen 460 und 462 von 4 gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; und
6 eine beispielhafte Aufzeichnung in Ansprechen auf eine Fahrzeugsystemspannung gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt, die die Arbeitsweise des FOPS 100 von 1 veranschaulicht, wenn ein vorbestimmter Betriebsmodus aktiviert ist;

GENAUE BESCHREIBUNG
Mit Bezug nun auf die Zeichnungen, bei denen das Gezeigte nur zum Zweck der Darstellung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und nicht zum Zweck des Begrenzens derselben gedacht ist, veranschaulicht 1 ein beispielhaftes Fehlerbetrieb-Stromversorgungssystem (FOPS) 100 gemäß der vorliegenden Offenbarung, das zwei parallele Leistungsverteilungsstrecken enthält, die jeweils von einer unabhängigen Leistungsquelle zum Liefern von elektrischer Leistung an kritische Lasten, die auf die zwei parallelen Leistungsverteilungsstrecken verteilt sind, mit Leistung versorgt werden. Das FOPS 100 enthält eine erste unabhängige Leistungsquelle 10 und eine zweite unabhängige Leistungsquelle 12. Der Begriff „unabhängige Leistungsquelle“ kann eine Leistungsquelle bezeichnen, welche die Fähigkeit aufweist, während einer nicht normalen Bedingung, etwa bei einem elektrischen Fehler im FOPS, Leistung unabhängig bereitzustellen. Die erste unabhängige Leistungsquelle 10 enthält einen elektrischen Generator oder einen DC/DC-Umsetzer, wie er häufig in Hybridelektrofahrzeugen (HEVs) eingesetzt wird, und ist über die erste Leistungsverteilungsstrecke 50 mit einem ersten elektrischen Mittelpunkt 20 elektrisch gekoppelt. Die zweite unabhängige Leistungsquelle 12 enthält eine Energiespeichervorrichtung (ESD), beispielsweise entweder eine 12V-Batterie oder Ultrakondensatoren, beide mit einem optionalen DC/DC-Umsetzer. Das FOPS 100 enthält daher eine einzige ESD. Die zweite unabhängige Leistungsquelle 12 ist über die zweite Leistungsverteilungsstrecke 52 mit einem zweiten elektrischen Mittelpunkt 22 elektrisch gekoppelt. Bei einer Ausführungsform kann ein Starter 16 von der zweiten unabhängigen Leistungsquelle 12, die eine 12V-Batterie enthält, mit Leistung versorgt werden. Es ist festzustellen, dass die zweite unabhängige Leistungsquelle 12 von Leistung von der ersten unabhängigen Leistungsquelle 10 abhängt, um bei normalen Bedingungen einen ausreichenden Ladezustand aufrecht zu erhalten.
Das FOPS enthält ferner erste und zweite Spannungsdetektoren 30 bzw. 32. Wenn ein vorbestimmter Betriebsmodus aktiviert ist, der Leistung benötigt, die im Fehlerfall verfügbar ist, können der erste und zweite Spannungsdetektor 30 bzw. 32 jeweils zum Detektieren einer nicht normalen Bedingung ausgestaltet sein, wie z.B. eines elektrischen Fehlers in einer der ersten und zweiten unabhängigen Leistungsquellen 10 bzw. 12 und/oder in der ersten und zweiten parallelen Leistungsverteilungsstrecke 50 bzw. 52. Der Begriff „vorbestimmter Betriebsmodus, der Leistung benötigt, die im Fehlerfall verfügbar ist“ bezeichnet, so wie er hier verwendet wird, einen beliebigen Betriebsmodus des Fahrzeugs, der beim Vorhandensein eines Leistungsfehlers oder -ausfalls, etwa bei der Detektion der hier erörterten nicht normalen Bedingung, den Betrieb aufrechterhalten muss. Es versteht sich, dass die Verwendung des Begriffs „vorbestimmter Betriebsmodus“ impliziert, dass Leistung benötigt wird, die im Fehlerfall verfügbar ist. Der vorbestimmte Betriebsmodus kann einen autonomen Fahrmodus, einen halbautonomen Betriebsmodus und einen Modus mit eingeschränkter Fähigkeit zum autonomen Fahren auf Schnellstraßen (FLAAD-Modus) umfassen, ist aber nicht darauf beschränkt. Der Begriff „FLAAD-Modus“ kann, so wie er hier verwendet wird, einen Betrieb des Fahrzeugs in entweder dem halbautonomen Fahrmodus oder dem autonomen Fahrmodus auf einer Schnellstraße bezeichnen. Der erste Spannungsdetektor 30 kann die nicht normale Bedingung an der ersten Leistungsverteilungsstrecke 50 während des vorbestimmten Betriebsmodus bestimmen. Beispielsweise überwacht der erste Spannungsdetektor 30 eine erste Spannung auf der ersten Leistungsverteilungsstrecke 50 und vergleicht die überwachte erste Spannung mit einer Referenzspannung. Wenn die überwachte erste Spannung die Referenzspannung verletzt, kann die nicht normale Bedingung (z.B. ein elektrischer Fehler) detektiert werden. Der zweite Spannungsdetektor 32 kann die nicht normale Bedingung an der zweiten Leistungsverteilungsstrecke 52 während des vorbestimmten Betriebsmodus feststellen. Beispielsweise überwacht der zweite Spannungsdetektor 32 eine zweite Spannung an der zweiten Leistungsverteilungsstrecke 52 und vergleicht die überwachte zweite Spannung mit der Referenzspannung. Wenn die überwachte zweite Spannung die Referenzspannung verletzt, kann die nicht normale Bedingung detektiert werden. Bei einer Ausführungsform kann die Referenzspannung einen ersten Spannungsbereich enthalten, wenn ein Isolatorschalter 3 in einem geschlossenen Zustand betrieben wird. Bei einem Beispiel, das nicht einschränken soll, kann der erste Spannungsbereich eine erste untere Grenze von 10 V und eine erste obere Grenze von 16 V aufweisen. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Referenzspannung einen zweiten Spannungsbereich enthalten, wenn der Isolatorschalter 3 in einem offenen Zustand betrieben wird, d.h. im Anschluss an die Detektion der nicht normalen Bedingung. Bei einem Beispiel, das nicht einschränken soll, kann der zweite Spannungsbereich eine zweite untere Grenze von 10,5 V und eine zweite obere Grenze von 15,5 V aufweisen. Folglich ist die zweite untere Grenze größer als die erste untere Grenze und die zweite obere Grenze ist kleiner als die erste obere Grenze. Mit anderen Worten befindet sich der zweite Spannungsbereich innerhalb des ersten Spannungsbereichs.
Jede von mehreren Fehlerbetrieb-Systemlasten (FOS-Lasten) 40, 42, 44 ist auf die erste und zweite Leistungsverteilungsstrecke 50 bzw. 52 verteilt. Obwohl das FOPS 100 von 1 erste, zweite und dritte FOS-Lasten 40, 42, 44 darstellt, kann das FOPS 100 eine beliebige Anzahl von FOS-Lasten enthalten und ist nicht auf drei FOS-Lasten beschränkt. FOS-Lasten können Anzeigemodule, Bremsenmodule und Kameramodule zur Objektdetektion und zur klaren Streckenbestimmung enthalten, sind aber nicht darauf beschränkt. Einfach ausgedrückt versorgen die FOS-Lasten Controller zum Betreiben verschiedener Aktoren und Systeme, die zum autonomen Fahren benötigt werden, z.B. wenn ein FLAAD-Modus aktiviert ist. Der erste elektrische Mittelpunkt 20 ist ausgestaltet, um unter normalen Bedingungen die Hälfte der benötigten Last von der ersten unabhängigen Leistungsquelle 10 über die erste Leistungsverteilungsstrecke 50 an jede der FOS-Lasten 40, 42, 44 zu verteilen. Gleichermaßen ist der zweite elektrische Mittelpunkt 22 ausgestaltet, um die andere Hälfte der benötigten Last von der zweiten unabhängigen Leistungsquelle 12 über die zweite Leistungsverteilungsstrecke 52 an jede der FOS-Lasten 40, 42, 44 zu verteilen. Der Begriff „normale Bedingungen“ bezeichnet, so wie er hier verwendet wird, Bedingungen, bei denen der vorbestimmte Fahrmodus, z.B. der FLAAD-Modus, nicht aktiviert ist, oder bei denen die nicht normale Bedingung nicht detektiert wird, wenn der vorbestimmte Fahrmodus aktiviert ist. Bei diesen „normalen Bedingungen“ ist der Isolatorschalter 3 immer geschlossen, d.h. der Isolatorschalter 3 wird immer in einem geschlossenen Zustand betrieben. Bei einer beispielhaften Ausführungsform wird der vorbestimmte Betriebsmodus, der den FLAAD-Modus enthält, nur aktiviert, wenn zu Beginn verifiziert wird, dass beide unabhängigen Leistungsquellen 10 und 12 einen guten Gesundheitszustand (SOH) aufweisen. Bei einer Ausführungsform kann der gute Gesundheitszustand umfassen, dass der Gesundheitszustand einen Ladezustand (SOC) von mindestens 90 % aufweist. Beispielsweise kann der SOC der zweiten unabhängigen Leistungsquelle 12 überwacht und mit einem SOC-Schwellenwert verglichen werden, wobei das Aktivieren des FLAAD-Modus nur zugelassen wird, wenn der überwachte SOC der zweiten Leistungsquelle 12 mindestens bei dem SOC-Schwellenwert liegt. Bei einem Beispiel, das nicht einschränken soll, beträgt der SOC-Schwellenwert 90 %. Es ist festzustellen, dass die unabhängigen Leistungsquellen 10 und 12 jeweils einen Sensor 97 bzw. 99 enthalten können, um den SOH zu überwachen. Die FOS-Lasten 40, 42, 44 sind so entworfen, dass sie sich in Zeitspannen, in denen die Referenz verletzt wird, eine vorbestimmte Zeit lang (z.B. 100 Mikrosekunden) nicht zurücksetzen.
Der Isolatorschalter 3 ist ausgestaltet, um die Leistungsverteilungsstrecken 50 und 52 über eine Verbindungsstrecke 51 zu verbinden, wenn sich der Isolatorschalter 3 im geschlossenen Zustand befindet. Der Isolatorschalter 3 wird bei normalen Bedingungen mit Spannungsabfällen, die kleiner als ein vorbestimmter Wert sind, in dem geschlossenen Zustand betrieben. Bei einem Beispiel, das nicht einschränken soll, beträgt der vorbestimmte Wert 100 mV. Wenn von mindestens einem der ersten und zweiten Spannungsdetektoren 30 bzw. 32 die nicht normale Bedingung im vorbestimmten Betriebsmodus detektiert wird, zwingt ein Steuerungssignal den Isolatorschalter 3 zum Betrieb in einem offenen Zustand, der die Verbindung zwischen den Leistungsverteilungsstrecken 50 und 52 öffnet. Es ist festzustellen, dass die Verbindung zwischen den Leistungsverteilungsstrecken 50 und 52 geöffnet ist, wenn sich der Isolatorschalter 3 im offenen Zustand befindet. Das Betreiben des Isolatorschalters 3 im offenen Zustand öffnet folglich die Verbindung zwischen der ersten und zweiten Leistungsverteilungsstrecke 50 bzw. 52, um zu ermöglichen, dass die benötigte Leistung an die FOS-Lasten 40, 42, 44 beim Vorhandensein der nicht normalen Bedingung mindestens eine Fehlerbetrieb-Zeitspanne lang, z.B. 5 Sekunden, geliefert wird, um für einen Betrieb in dem vorbestimmten Betriebsmodus zu sorgen, bis der Fahrzeugbediener die Kontrolle des Fahrzeugs übernimmt. Ein Isolatorschaltercontroller 200, der spezielle Betriebsbedingungen des Fahrzeugs bewertet, um das Steuerungssignal zum Steuern des Isolatorschalters 3 zwischen offenen und geschlossenen Zuständen zu erzeugen, wird nachstehend mit Bezug auf 2 in größerem Detail erörtert. Bei einer beispielhaften Ausführungsform weist der Isolatorschalter 3 eine stationäre Maximallast von 160 A und eine transiente Maximallast von 200 A auf. Der Isolatorschalter 3 enthält ferner eine Spannungsfesthalteschaltung auf jeder Lastseite des Isolatorschalters 3 zum Halten der Spannung in einem vorbestimmten Bereich, wenn ein vorbestimmter Betriebsmodus, z.B. FLAAD-Modus, aktiv und aktiviert ist. Eine beispielhafte Spannungsfesthalteschaltung wird mit Bezug auf 5 beschrieben.
Die Arbeitsweise des Fahrzeugs kann ferner die Arbeitsweise des Isolatorschalters 3 zwischen offenen und geschlossenen Zuständen vorgeben. Der Isolatorschalter 3 ist eingeschaltet, wenn er sich im geschlossenen Zustand befindet, und der Isolatorschalter 3 ist ausgeschaltet, wenn er sich im offenen Zustand befindet. Während eines Schlüssel-Einschalt-Ereignisses ohne Autostart ist der Isolatorschalter eingeschaltet. Während eines Schlüssel-Einschalt-Ereignisses mit Autostart-Ankurbeln ist der Isolatorschalter eingeschaltet. Während eines Schlüssel-Ausschalt-Ereignisses ist der Isolatorschalter 3 eingeschaltet. Wenn der vorbestimmte Betriebsmodus, der den FLAAD-Modus umfasst, aktiv und aktiviert ist, ist der Isolatorschalter 3 eingeschaltet, sofern nicht die nicht normale Bedingung, z.B. ein elektrischer Fehler, detektiert wird. Wenn der vorbestimmte Betriebsmodus nicht aktiv und deaktiviert ist, ist der Isolatorschalter 3 eingeschaltet. Wenn bei einer Ausführungsform der vorbestimmte Betriebsmodus aktiv ist, wird ein aktiv hohes Signal angezeigt.
Es kann ein FOPS-Modul 7 enthalten sein, das eine aufsichtsführende Steuerung über den ersten Spannungsdetektor 30, den zweiten Spannungsdetektor 32 und den Isolatorschalter 3 aufweist. Steuerungsmodul, Modul, Steuerung, Controller, Steuerungseinheit, Prozessor und ähnliche Begriffe bedeuten eine beliebige oder verschiedene Kombinationen aus einer oder mehreren anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASIC), elektronischen Schaltungen, zentralen Verarbeitungseinheiten (vorzugsweise Mikroprozessoren) und zugehörigem Arbeitsspeicher und Massenspeicher (Festwertspeicher, programmierbarer Festwertspeicher, Speicher mit wahlfreiem Zugriff, Festplattenlaufwerk usw.), die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme oder Routinen ausführen, kombinatorischen Logikschaltungen, Eingabe/Ausgabe-Schaltungen und Vorrichtungen, geeigneten Signalaufbereitungs- und Pufferschaltungen und anderen Komponenten zum Bereitstellen der beschriebenen Funktionalität. Software, Firmware, Programme, Anweisungen, Routinen, Code, Algorithmen und ähnliche Begriffe bezeichnen beliebige von einem Controller ausführbare Anweisungssätze, die Kalibrierungen und Nachschlagetabellen enthalten. Das Steuerungsmodul weist einen Satz von Steuerungsroutinen auf, die ausgeführt werden, um die gewünschten Funktionen bereitzustellen. Routinen werden beispielsweise von einer zentralen Verarbeitungseinheit ausgeführt und können betrieben werden, um Eingänge von Erfassungsvorrichtungen und anderen Netzwerksteuerungsmodulen zu überwachen und um Steuerungs- und Diagnoseroutinen zum Steuern des Betriebs von Aktoren auszuführen. Routinen können in regelmäßigen Intervallen ausgeführt werden, beispielsweise alle 3,125, 6,25, 12,5, 25 und 100 Mikrosekunden während eines andauernden Betriebs der Kraftmaschine und des Fahrzeugs. Alternativ können Routinen in Ansprechen auf das Auftreten eines Ereignisses ausgeführt werden.
2 veranschaulicht den Isolatorschaltercontroller 200 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung, der spezielle Betriebsbedingungen des Fahrzeugs bewertet, um das Steuerungssignal zum Steuern des Isolatorschalters 3 von 1 zwischen offenen und geschlossenen Zuständen zu erzeugen. Der Isolatorschaltercontroller 200 kann innerhalb des FOPS-Moduls 7 von 1 implementiert sein. Wie vorstehend erwähnt wurde, kann, wenn der vorbestimmte Betriebsmodus aktiviert ist, jeder der ersten und zweiten Spannungsdetektoren 30 bzw. 32 ausgestaltet sein, um die nicht normale Bedingung zu detektieren, wenn mindestens eine der jeweiligen ersten und zweiten überwachten Spannungen die Referenzspannung verletzt. Bei einer beispielhaften Ausführungsform enthält der Isolationsschaltercontroller 200 von 2 die Referenzspannung als einen der vorstehend erwähnten ersten und zweiten Spannungsbereiche. Der Einfachheit halber werden der erste und zweite Spannungsbereich gemeinsam als „Spannungsbereich“ bezeichnet.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform enthält der erste Spannungsdetektor 30 einen ersten Obergrenzenspannungsdetektor 130 und einen ersten Untergrenzenspannungsdetektor 230. Der erste Obergrenzenspannungsdetektor 130 vergleicht die erste überwachte Spannung 31 der ersten Leistungsverteilungsstrecke 50 mit einem Obergrenzenschwellenwert 35. Der erste Untergrenzenspannungsdetektor 230 vergleicht die erste überwachte Spannung 31 mit einem Untergrenzenschwellenwert 36. Bei einer Ausführungsform enthält der Obergrenzenschwellenwert 35 die erste obere Grenze von 16 V des ersten Spannungsbereichs. Bei einer anderen Ausführungsform enthält der Obergrenzenschwellenwert 35 die zweite obere Grenze von 15,5 V des zweiten Spannungsbereichs, auf die die Spannung nach Überschreiten von 16,0 V fallen muss, um als eine Spannung im Bereich betrachtet zu werden. Dies stellt eine Spannungsdetektionshysterese bereit.
Jeder ersten Ober- und Untergrenzenspannungsdetektoren 130 bzw. 230 gibt eine erste Bereichsbedingung 131 aus, die anzeigt, ob die erste überwachte Spannung 31 innerhalb der Ober- und Untergrenzenschwellenwerte 35 bzw. 36 liegt, oder ob die erste überwachte Spannung 31 größer als der Obergrenzenschwellenwert 35 oder kleiner als der Untergrenzenschwellenwert 36 ist. Die erste Bereichsbedingung 131 wird in ein erstes Fehlermodul 150 eingegeben.
Das erste Fehlermodul 150 gibt entweder eine erste Fehlerbedingung 151 oder eine erste Nicht-Fehlerbedingung 153 an ein erstes Bedingungsmodul 160 aus. Die erste Fehlerbedingung 151 wird festgestellt, wenn die erste Bereichsbedingung 131 anzeigt, dass die erste überwachte Spannung 31 außerhalb der Ober- und Untergrenzenschwellenwerte 35 bzw. 36 liegt, d.h. die erste überwachte Spannung 31 der ersten Leistungsverteilungsstrecke 50 außerhalb des Bereichs liegt. Die erste Nicht-Fehlerbedingung 153 wird festgestellt, wenn die erste Bereichsbedingung 131 anzeigt, dass die erste überwachte Spannung innerhalb der Ober- und Untergrenzenschwellenwerte 35 bzw. 36 liegt. Eine Betriebsmoduseingabe 155 wird in das erste Bedingungsmodul 160 zum Vergleich mit entweder der ersten Fehlerbedingung 151 oder der ersten Nicht-Fehlerbedingung 153 eingegeben. Die Betriebsmoduseingabe 155 zeigt an, ob der vorbestimmte Betriebsmodus, z.B. der FLAAD-Modus, aktiv und aktiviert ist, oder ob der vorbestimmte Betriebsmodus nicht aktiv und deaktiviert ist.
Das erste Bedingungsmodul 160 stellt entweder eine erste normale Bedingung 172 oder eine erste nicht normale Bedingung 174 an der ersten Leistungsverteilungsstrecke 50 fest. Die erste normale Bedingung 172 an der ersten Leistungsverteilungsstrecke 50 wird immer dann festgestellt, wenn die Betriebsmoduseingabe 155 anzeigt, dass der vorbestimmte Betriebsmodus nicht aktiv und deaktiviert ist. Die erste normale Bedingung 172 wird zusätzlich immer dann festgestellt, wenn der vorbestimmte Betriebsmodus aktiv und aktiviert ist und die erste Nicht-Fehlerbedingung 153 detektiert wird. Die erste nicht normale Bedingung 174 wird detektiert, wenn der vorbestimmte Betriebsmodus aktiv und aktiviert ist und die erste Fehlerbedingung 151 detektiert wird. Entweder die erste normale oder die erste nicht normale Bedingung 172 bzw. 174 wird in ein Isolatorbedingungsmodul 210 eingegeben.
Auf ähnliche Weise enthält der zweite Spannungsdetektor 32 einen zweiten Obergrenzenspannungsdetektor 132 und einen zweiten Untergrenzenspannungsdetektor 232. Der zweite Obergrenzenspannungsdetektor 132 vergleicht die zweite überwachte Spannung 33 der zweiten Leistungsverteilungsstrecke 52 mit dem Obergrenzenschwellenwert 35. Der zweite Untergrenzenspannungsdetektor 232 vergleicht die zweite überwachte Spannung 33 mit dem Untergrenzenschwellenwert 36.
Jeder der zweiten Ober- und Untergrenzenspannungsdetektoren 132 bzw. 232 gibt eine zweite Bereichsbedingung 133 aus, die anzeigt, ob sich die zweite überwachte Spannung 33 innerhalb der Ober- und Untergrenzenschwellenwerte 35 bzw. 36 befindet, oder ob die zweite überwachte Spannung 33 größer als der Obergrenzenschwellenwert 35 oder kleiner als der Untergrenzenschwellenwert 36 ist. Die zweite Bereichsbedingung 133 wird in ein zweites Fehlermodul 152 eingegeben.
Das zweite Fehlermodul 152 gibt entweder eine zweite Fehlerbedingung 154 oder eine zweite Nicht-Fehlerbedingung 156 an ein zweites Bedingungsmodul 162 aus. Die zweite Fehlerbedingung 154 wird festgestellt, wenn die zweite Bereichsbedingung 133 anzeigt, dass die zweite überwachte Spannung 33 außerhalb der Ober- und Untergrenzenschwellenwerte 35 bzw. 36 liegt, d.h. die zweite überwachte Spannung 33 der zweiten Leistungsverteilungsstrecke 52 liegt außerhalb des Bereichs. Die zweite Nicht-Fehlerbedingung 156 wird festgestellt, wenn die zweite Bereichsbedingung 133 anzeigt, dass die zweite überwachte Spannung 33 innerhalb der Ober- und Untergrenzenschwellenwerte 35 bzw. 36 liegt. Die Betriebsmoduseingabe 155 wird in das zweite Bedingungsmodul 162 zum Vergleich mit entweder der zweiten Fehlerbedingung 154 oder der zweiten Nicht-Fehlerbedingung 156 eingegeben.
Das zweite Bedingungsmodul 162 stellt entweder eine zweite normale Bedingung 173 oder eine zweite nicht normale Bedingung 175 an der zweiten Leistungsverteilungsstrecke 52 fest. Die zweite normale Bedingung 173 an der zweiten Leistungsverteilungsstrecke 52 wird immer dann festgestellt, wenn die Betriebsmoduseingabe 157 anzeigt, dass der vorbestimmte Betriebsmodus nicht aktiv und deaktiviert ist. Die zweite normale Bedingung 173 wird zusätzlich immer dann festgestellt, wenn der vorbestimmte Betriebsmodus aktiv und aktiviert ist und die zweite Nicht-Fehlerbedingung 156 detektiert wird. Die zweite nicht normale Bedingung 175 wird detektiert, wenn der vorbestimmte Betriebsmodus aktiv und aktiviert ist und die zweite Fehlerbedingung 154 detektiert wird. Entweder die zweite normale Bedingung 173 oder die zweite nicht normale Bedingung 175 wird in das Isolatorbedingungsmodul 210 eingegeben.
Das Isolatorbedingungsmodul 210 gibt ein Steuerungssignal 212 aus, das in einen Treiber 215 eingegeben wird. Das Steuerungssignal 212 kann eine Isolatorschalter-Einschaltanforderung enthalten, wenn sowohl die erste als auch die zweite normale Bedingung 172 bzw. 173 detektiert werden. Entsprechend gibt der Treiber 215 die Isolatorschalter-Einschaltanforderung an den Isolatorschalter 3 aus, um den Isolatorschalter 3 in dem geschlossenen Zustand zu betreiben oder um zu ermöglichen, dass der Isolatorschalter 3 weiterhin im geschlossenen Zustand betrieben wird. Auf ähnliche Weise kann das Steuerungssignal 212 eine Isolatorschalter-Ausschaltanforderung enthalten, wenn die erste und/oder die zweite nicht normale Bedingung 174 bzw. 175 detektiert werden. Entsprechend gibt der Treiber 215 die Isolatorschalter-Ausschaltanforderung an den Isolatorschalter 3 aus, um den Isolatorschalter 3 im offenen Zustand zu betreiben oder um zu ermöglichen, dass der Isolatorschalter 3 weiterhin im offenen Zustand betrieben wird. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann der Isolatorschalter 3 während eines Diagnosetests der ersten und zweiten Leistungsverteilungsstrecke 50 bzw. 52 ausgeschaltet, z.B. im offenen Zustand sein. Eine erste Diagnoseeingabe 57 kann eine überwachte Spannung des ersten elektrischen Mittelpunkts 20 enthalten und eine zweie Diagnoseeingabe 59 kann eine überwachte Spannung des zweiten elektrischen Mittelpunkts 22 enthalten.

3 veranschaulicht ein beispielhaftes Flussdiagramm 300 zum Bewerten des FOPS 100 von 1 mit Bezugnahme auf den Isolatorschaltercontroller 200 von 2, um das Steuerungssignal 212 zum Steuern des dritten Isolatorschalters 3 zwischen dem offenen und geschlossenen Zustand gemäß der vorliegenden Offenbarung zu erzeugen. Das beispielhafte Flussdiagramm 300 kann im FOPS-Modul 7 von 1 implementiert sein. Eine Tabelle 1 wird als Schlüssel für 3 bereitgestellt, wobei die numerisch beschrifteten Blöcke und die entsprechenden Funktionen wie folgt offengelegt sind. Tabelle 1

BLOCK	BLOCKINHALTE
302	Betriebsmodus überwachen.
304	Wird Fahrzeug gerade in einem vorbestimmten Betriebsmodus betrieben?
306	Dritten Isolatorschalter 3 geschlossen lassen.
308	Die erste Spannung 31 und die zweite Spannung 33 überwachen.
310	Ist die erste überwachte Spannung 31 eine erste Zeitspanne lang größer als der Obergrenzenschwellenwert 35?
314	Ist die erste überwachte Spannung 31 die erste Zeitspanne lang kleiner als der Untergrenzenschwellenwert 36?
316	Ist die zweite überwachte Spannung 33 die erste Zeitspanne lang größer als der Obergrenzenschwellenwert 35?
318	Ist die zweite überwachte Spannung 33 die erste Zeitspanne lang kleiner als der Untergrenzenschwellenwert 36?
320	Merker setzen, der anzeigt, dass mindestens eine der ersten und zweiten überwachten Spannungen 31 und 33 außerhalb des Bereichs liegt.
322	Dritten Isolatorschalter 3 öffnen.
324	Die erste Spannung 31 und die zweite Spannung 33 überwachen.
326	Einen Zeitgeber eine zweite Zeitspanne lang zurücksetzen.
328	Ist die erste überwachte Spannung 31 kleiner als der Obergrenzenschwellenwert 35?
330	Ist die erste überwachte Spannung größer als der Untergrenzenschwellenwert 36?
332	Ist die zweite überwachte Spannung kleiner als der Obergrenzenschwellenwert 35?
336	Ist die zweite überwachte Spannung größer als der Unterarenzenschwellenwert 36?
338	Den Zeitgeber für die zweite Zeitspanne einstellen.
340	Die erste Spannung 31 und die zweite Spannung 33 überwachen.
342	Ist die erste überwachte Spannung 31 kleiner als der Obergrenzenschwellenwert?
344	Ist die erste überwachte Spannung größer als der Untergrenzenschwellenwert?
346	Ist die zweite überwachte Spannung kleiner als der Obergrenzenschwellenwert 35?
348	Ist die zweite überwachte Spannung größer als der Untergrenzenschwellenwert 36?
350	Ist die zweite Zeitspanne vergangen?
360	Merker zurücksetzen, der anzeigt, dass mindestens eine der ersten und zweiten überwachten Spannungen 31 und 33 außerhalb des Bereichs liegt.

Bei Block 302 wird ein Status des Betriebsmodus überwacht und das Flussdiagramm geht zu Entscheidungsblock 304 weiter. Entscheidungsblock 304 stellt fest, ob das Fahrzeug gerade in dem vorbestimmten Betriebsmodus arbeitet, d.h. dem FLAAD-Modus. Eine „0“ gibt an, dass das Fahrzeug gerade nicht in dem vorbestimmten Betriebsmodus arbeitet und das Flussdiagramm 300 geht zu Block 306 weiter, wobei der dritte Isolatorschalter 3 weiterhin im geschlossenen Zustand betrieben werden soll, d.h. das Steuerungssignal 212 enthält die Isolatorschalter-Einschaltanforderung. Eine „1“ gibt an, dass das Fahrzeug gerade in dem vorbestimmten Betriebsmodus arbeitet und das Flussdiagramm 300 geht zu Block 308 weiter. Bei einer Ausführungsform ist die Entscheidung von Entscheidungsblock 304 die Betriebsmoduseingabe 155 von 2.
Bei Block 308 werden Spannungen des ersten und zweiten elektrischen Mittelpunkts 20 bzw. 22 überwacht. Das Überwachen der Spannungen umfasst die erste Spannung 31 der ersten Leistungsverteilungsstrecke 50 und die zweite Spannung 33 der zweiten Leistungsverteilungsstrecke 52.
Entscheidungsblock 310 stellt fest, ob die erste überwachte Spannung 31 eine erste Zeitspanne lang größer als der Obergrenzenschwellenwert 35 ist. Eine „0“ gibt an, dass die erste überwachte Spannung 31 die erste Zeitspanne lang nicht größer als der Obergrenzenschwellenwert 35 ist und das Flussdiagramm 300 geht zu Entscheidungsblock 314 weiter. Eine „1“ gibt an, dass die erste überwachte Spannung 31 die erste Zeitspanne lang größer als der Obergrenzenschwellenwert 35 ist und das Flussdiagramm 300 geht zu Block 320 weiter.
Entscheidungsblock 314 stellt fest, ob die erste überwachte Spannung 31 die erste Zeitspanne lang kleiner als der Untergrenzenschwellenwert 36 ist. Eine „0“ gibt an, dass die erste überwachte Spannung 31 die erste Zeitspanne lang nicht kleiner als der Untergrenzenschwellenwert 36 ist und das Flussdiagramm 300 geht zu Entscheidungsblock 316 weiter. Eine „1“ gibt an, dass die erste überwachte Spannung 31 die erste Zeitspanne lang kleiner als der Untergrenzenschwellenwert 36 ist und das Flussdiagramm geht zu Block 320 weiter.
Entscheidungsblock 316 stellt fest, ob die zweite überwachte Spannung 33 die erste Zeitspanne lang größer als der Obergrenzenschwellenwert 35 ist. Eine „0“ gibt an, dass die zweite überwachte Spannung 33 die erste Zeitspanne lang nicht größer als der Obergrenzenschwellenwert 35 ist und das Flussdiagramm 300 geht zu Entscheidungsblock 318 weiter. Eine „1“ gibt an, dass die zweite überwachte Spannung 33 die erste Zeitspanne lang größer als der Obergrenzenschwellenwert 35 ist und das Flussdiagramm 300 geht zu Block 320 weiter.
Entscheidungsblock 318 stellt fest, ob die zweite überwachte Spannung 33 die erste Zeitspanne lang kleiner als der Untergrenzenschwellenwert 36 ist. Eine „0“ gibt an, dass die zweite überwachte Spannung 33 die erste Zeitspanne lang nicht kleiner als der Untergrenzenschwellenwert 36 ist und das Flussdiagramm 300 geht zu Block 306 weiter, bei dem der Isolatorschalter 3 weiterhin in dem geschlossenen Zustand betrieben werden soll, d.h. das Steuerungssignal 212 enthält die Isolatorschalter-Einschaltanforderung. Eine „1“ gibt an, dass die zweite überwachte Spannung 33 die erste Zeitspanne lang kleiner als der Untergrenzenschwellenwert 36 ist und das Flussdiagramm geht zu Block 320 weiter.
Es ist festzustellen, dass bei jedem der Entscheidungsblöcke 310, 314, 316 und 318 der Obergrenzenschwellenwert 35 die erste obere Grenze von 16 V enthält und der Untergrenzenschwellenwert 36 die erste untere Grenze von 10 V enthält. Bei einer beispielhaften Ausführungsform beträgt die erste Zeitspanne 50 Mikrosekunden.
Bei Block 320 wird ein Merker gesetzt, der anzeigt, dass mindestens eine der ersten und zweiten überwachten Spannungen 31 bzw. 33 die Referenzspannung verletzt. Mit anderen Worten wird mindestens eine der ersten und zweiten nicht normalen Bedingungen 174 bzw. 175 detektiert. Einfach ausgedrückt zeigt der Merker an, dass mindestens eine der ersten und zweiten überwachten Spannungen 31 bzw. 33 außerhalb des ersten Spannungsbereichs liegt.
Das Flussdiagramm 300 geht zu Block 322 weiter, bei dem der Isolatorschalter 3 im offenen Zustand betrieben werden soll, d.h. das Steuerungssignal 212 enthält die Isolatorschalter-Ausschaltanforderung. Das Steuerungssignal 212, das bei Block 322 die Isolatorschalter-Ausschaltanforderung enthält, steuert den Isolatorschalter 3, so dass er vom Betrieb in dem geschlossenen Zustand in einen Betrieb in dem offenen Zustand derart übergeht, dass die Verbindung über die dritte Verbindungsstrecke 51 zwischen der ersten und zweiten Leistungsverteilungsstrecke geöffnet wird. Mit anderen Worten wird der dritte Isolatorschalter 3 im offenen Zustand betrieben, wenn mindestens eine der überwachten ersten und zweiten Spannungen 31 und 33 mehr als 50 Mikrosekunden lang unter 10 V, z.B. der ersten unteren Grenze, liegt. Auf ähnliche Weise wird der Isolatorschalter 3 im offenen Zustand betrieben, wenn mindestens eine der überwachten Spannungen 31 und 33 mehr als 50 Millisekunden lang über 16,0 V, z.B. der ersten oberen Grenze, liegt.
Wie festzustellen ist, bleibt der Isolatorschalter 3 im offenen Zustand, bis sowohl die überwachte erste als auch die überwachte zweite Spannung 31 und 33 innerhalb des zweiten Spannungsbereichs liegen. Zum Beispiel wird der dritte Isolatorschalter 3 im offenen Zustand bleiben, wenn eine der überwachten ersten und zweiten Spannungen 31 und 33 unter der zweiten unteren Grenze, z.B. 10,5 V, liegt. Auf ähnliche Weise wird der Isolatorschalter 3 im offenen Zustand bleiben, wenn eine der überwachten ersten und zweiten Spannungen 31 und 33 größer als die zweite obere Grenze, z.B. 15,5 V, ist.
Bei Block 324 werden Spannungen der ersten und zweiten elektrischen Mittelpunkte 20 bzw. 22 überwacht. Das Überwachen der Spannungen umfasst die erste überwachte Spannung 31 der ersten Leistungsverteilungsstrecke 50 und die zweite überwachte Spannung 33 der zweiten Leistungsverteilungsstrecke 52.
Entscheidungsblock 328 stellt fest, ob die erste überwachte Spannung 31 kleiner als der Obergrenzenschwellenwert 35 ist. Eine „0“ zeigt an, dass die erste überwachte Spannung 31 nicht kleiner als der Obergrenzenschwellenwert 35 ist und das Flussdiagramm 300 geht zu Block 326 weiter. Eine „1“ zeigt an, dass die erste überwachte Spannung 31 kleiner als der Obergrenzenschwellenwert 35 ist und das Flussdiagramm geht zu Block 330 weiter.
Entscheidungsblock 330 stellt fest, ob die erste überwachte Spannung 31 größer als der Untergrenzenschwellenwert 36 ist. Eine „0“ zeigt an, dass die erste überwachte Spannung 31 nicht größer als der Untergrenzenschwellenwert 36 ist und das Flussdiagramm 300 geht zu Block 326 weiter. Eine „1“ zeigt an, dass die erste überwachte Spannung 31 größer als der Untergrenzenschwellenwert 36 ist und das Flussdiagramm geht zu Block 332 weiter.
Entscheidungsblock 332 stellt fest, ob die zweite überwachte Spannung 33 kleiner als der Obergrenzenschwellenwert 35 ist. Eine „0“ zeigt an, dass die zweite überwachte Spannung 33 nicht kleiner als der Obergrenzenschwellenwert 35 ist und das Flussdiagramm 300 geht zu Block 326 weiter. Eine „1“ zeigt an, dass die zweite überwachte Spannung 33 kleiner als der Obergrenzenschwellenwert 35 ist und das Flussdiagramm geht zu Block 336 weiter.
Entscheidungsblock 336 stellt fest, ob die zweite überwachte Spannung 33 größer als der Untergrenzenschwellenwert 36 ist. Eine „0“ zeigt an, dass die zweite überwachte Spannung 33 nicht größer als der Untergrenzenschwellenwert 36 ist und das Flussdiagramm 300 geht zu Block 326 weiter. Eine „1“ zeigt an, dass die zweite überwachte Spannung 33 größer als der Untergrenzenschwellenwert 36 ist und das Flussdiagramm geht zu Block 338 weiter.
Es ist festzustellen, dass bei jedem der Entscheidungsblöcke 328, 330, 332 und 336 der Obergrenzenschwellenwert 35 die zweite obere Grenze von 15,5 V enthält und der Untergrenzenschwellenwert 36 die zweite untere Grenze von 10,5 V enthält. Folglich wird der Isolatorschalter 3 weiterhin in dem offenen Zustand betrieben, wenn mindestens eine der überwachten ersten und zweiten Spannungen außerhalb des zweiten Spannungsbereichs liegt.
Block 326 setzt einen Zeitgeber eine zweite Zeitspanne lang zurück. Bei einer Ausführungsform, die nicht einschränken soll, beträgt die zweite Zeitspanne 1 Millisekunde.
Bei Block 338 wird der Zeitgeber auf die zweite Zeitspanne eingestellt, z.B. 1 Millisekunde, bevor zu Block 340 weitergegangen wird.
Bei Block 340 werden Spannungen des ersten und zweiten elektrischen Mittelpunkts 20 bzw. 22 überwacht. Das Überwachen der Spannungen umfasst die erste überwachte Spannung 31 der ersten Leistungsverteilungsstrecke 50 und die zweite überwachte Spannung 33 der zweiten Leistungsverteilungsstrecke 52.
Entscheidungsblock 342 stellt fest, ob die erste überwachte Spannung 31 kleiner als der Obergrenzenschwellenwert 35 ist. Eine „0“ zeigt an, dass die erste überwachte Spannung 31 nicht kleiner als der Obergrenzenschwellenwert 35 ist und das Flussdiagramm 300 geht zu Block 326 weiter. Eine „1“ zeigt an, dass die erste überwachte Spannung 31 kleiner als der Obergrenzenschwellenwert 35 ist und das Flussdiagramm geht zu Block 344 weiter.
Entscheidungsblock 344 stellt fest, ob die erste überwachte Spannung 31 größer als der Untergrenzenschwellenwert 36 ist. Eine „0“ zeigt an, dass die erste überwachte Spannung 31 nicht größer als der Untergrenzenschwellenwert 36 ist und das Flussdiagramm 300 geht zu Block 326 weiter. Eine „1“ zeigt an, dass die erste überwachte Spannung 31 größer als der Untergrenzenschwellenwert 36 ist und das Flussdiagramm geht zu Block 346 weiter.
Entscheidungsblock 346 stellt fest, ob die zweite überwachte Spannung 33 kleiner als der Obergrenzenschwellenwert 35 ist. Eine „0“ zeigt an, dass die zweite überwachte Spannung 33 nicht kleiner als der Obergrenzenschwellenwert 35 ist und das Flussdiagramm 300 geht zu Block 326 weiter. Eine „1“ zeigt an, dass die zweite überwachte Spannung 33 kleiner als der Obergrenzenschwellenwert 35 ist und das Flussdiagramm geht zu Block 348 weiter.
Entscheidungsblock 348 stellt fest, ob die zweite überwachte Spannung 33 größer als der Untergrenzenschwellenwert 36 ist. Eine „0“ zeigt an, dass die zweite überwachte Spannung 33 nicht größer als der Untergrenzenschwellenwert 36 ist und das Flussdiagramm 300 geht zu Block 326 weiter. Eine „1“ zeigt an, dass die zweite überwachte Spannung 33 größer als der Untergrenzenschwellenwert 36 ist und das Flussdiagramm geht zu Block 350 weiter.
Es ist festzustellen, dass bei jedem der Entscheidungsblöcke 342, 344, 346 und 348 der Obergrenzenschwellenwert 35 die zweite obere Grenze von 15,5 V enthält und der Untergrenzenschwellenwert 36 die zweite untere Grenze von 10,5 V enthält.
Entscheidungsblock 350 stellt fest, ob die zweite Zeitspanne vergangen ist. Eine „0“ zeigt an, dass die zweite Zeitspanne nicht vergangen ist und das Flussdiagramm kehrt zu Block 340 zurück. Eine „1“ zeigt an, dass die zweite Zeitspanne vergangen ist und das Flussdiagramm 300 geht zu Block 360 weiter.
Block 360 setzt den Merker zurück, der anzeigt, dass mindestens eine der ersten und zweiten überwachten Spannungen 31 bzw. 33 außerhalb des Bereichs liegt. Folglich liegen sowohl die erste als auch die zweite überwachte Spannung 31 bzw. 33 innerhalb des Bereichs. Mit anderen Worten werden die erste und zweite normale Bedingung 172 bzw. 173 von 2 detektiert. Das Flussdiagramm geht zu Block 306 weiter, bei dem der Isolatorschalter 3 zum Übergang vom Betrieb in dem offenen Zustand in den Betrieb in dem geschlossenen Zustand gesteuert wird, d.h. das Steuerungssignal 212 enthält die Isolatorschalter-Einschaltanforderung. Mit anderen Worten wird der Isolatorschalter 3 in dem geschlossenen Zustand betrieben, wenn die erste und zweite überwachte Spannung 31 bzw. 33 innerhalb des zweiten Spannungsbereichs liegen, z.B. zwischen der zweiten oberen Grenze von 15,5 V und der zweiten unteren Grenze von 10,5 V.
4 veranschaulicht einen Schaltplan des Isolatorschalters 3 von 1, der eine Stromversorgungsschaltung 400 und eine zugehörige Treiberschaltung 401 gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält. Mit Bezug auf die Stromversorgungsschaltung 400 wird die erste Leistungsverteilungsstrecke 50 von dem ersten elektrischen Mittelpunkt 20 gespeist und die zweite Leistungsverteilungsstrecke 52 wird von der zweiten elektrischen Mittelpunkt 22 gespeist. Wie vorstehend erwähnt wurde, sind die erste und zweite Leistungsverteilungsstrecke 50 bzw. 52 parallel angeordnet und können als DC-Busse bezeichnet werden. Die erste Leistungsverteilungsstrecke 50 enthält eine erste Diode 404 und die zweite Leistungsverteilungsstrecke 52 enthält eine zweite Diode 406. Zwischen den DC-Busanschlüssen und dem Masseanschluss können Kondensatoren 402 eingebaut sein. Ein Spannungsreglerchip 410 empfängt eine Spannung von der ersten und zweiten Leistungsverteilungsstrecke 50 bzw. 52. Der Spannungsreglerchip 410 enthält acht Kontakte 1-8. Der Spannungsreglerchip liefert eine geregelte Spannung, um den Betrieb des Isolatorschalters 3 zu steuern. Die Treiberschaltung 401 spricht auf nicht normale Spannungsbedingungen der Strecken 50 und 51 an, welche erfordern, dass der Isolatorschalter 3 deaktiviert und im offenen Zustand betrieben wird. Rückkopplungswiderstände 412 und 414 und ein Rückkopplungskondensator 408 können ebenfalls enthalten sein.
Die erste Treiberschaltung 401 enthält einen Hochspannungsreglerchip 420, einen Energievernichtungstransistor [engl.: dissipater transistor] 430 und den Isolatorschalter 3. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Isolatorschalter 3 schematisch als eine Isolatorschaltung dargestellt. Entsprechend werden die Begriffe „Isolatorschalter“ und „Isolatorschaltung“ bei der veranschaulichten Ausführungsform austauschbar verwendet. Die Isolatorschaltung 3 enthält einen einzigen oder mehrere Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) 450, die parallel verbunden sind und alle einen jeweiligen Widerstand aufweisen. Ein Sourceanschluss jedes MOSFET 450 ist mit einem Sourceanschluss eines jeweiligen parallelen MOSFET verbunden. Ein Drainanschluss jedes MOSFET 450 ist mit entweder der ersten oder der zweiten parallelen Leistungsverteilungsstrecke 50 und 52 von 1 verbunden. Jeder jeweilige Widerstand jedes MOSFET 450 steuert eine Schaltgeschwindigkeit der Isolatorschaltung 3, indem er einen Gatestrom bei Öffnungs- und Schließereignissen der Isolatorschalterschaltung 3 steuert.
Der Hochspannungsreglerchip 420 ist ausgestaltet, um eine Spannungsverstärkung zum Erhöhen der Spannung bereitzustellen, die an die Aufladegates der Isolatorschaltung 3 angelegt wird, um den Isolatorschalter 3 zu schließen. Der Energievernichtungstransistor 430 ist ausgestaltet, um eine Spannung zu entladen, die an die Aufladegates des Isolatorschalters 3 angelegt wird, um den Isolatorschalter 3 zu öffnen. Der Energievernichtungstransistor 430 muss geerdet sein, um die an die Gates des Isolatorschalters 3 angelegte Ladung während eines Übergangs von geschlossenen in offene Zustände zu verändern. Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist der Anschluss der ersten parallelen Leistungsverteilungsstrecke 50 mit einer ersten Spannungsfesthaltevorrichtung 460 elektrisch gekoppelt, die ausgestaltet ist, um zu verhindern, dass eine Lastspannung einen vorbestimmten Wert überschreitet, z.B. 16 V, wenn der vorbestimmte Betriebsmodus, z.B. FLAAD aktiv und aktiviert ist, wie durch die Betriebsmoduseingabe 155 bestimmt ist. Auf ähnliche Weise wird der Anschluss der zweiten parallelen Verteilungsstrecke 52 mit einer zweiten Spannungsfesthaltevorrichtung 462 elektrisch gekoppelt, die ausgestaltet ist, um zu verhindern, dass eine Lastspannung eine vorbestimmte Grenze, z.B. 16 V überschreitet, wenn der vorbestimmte Betriebsmodus, z.B. FLAAD, aktiv und aktiviert ist, wie durch die Betriebsmoduseingabe 155 bestimmt ist.
4 veranschaulicht einen Schaltplan einer beispielhaften Spannungsfesthalteschaltung 500 mit Bezug auf die Spannungsfesthaltevorrichtungen 460 und 462 von 4 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Wie vorstehend erwähnt wurde, enthält der Isolatorschalter 3 die Spannungsfesthaltevorrichtung 460 oder 462 an einer jeweiligen Lastseite des Isolatorschalters 3 zum Halten der Spannung unter der vorbestimmten Grenze, z.B. 16 V, während eines aktivierten Betriebs im FLAAD-Modus, z.B. dem vorbestimmten Betriebsmodus. Die Spannungsfesthalteschaltung 500 von 5 kann jede der ersten und zweiten Spannungsfesthalteschaltungen 460 bzw. 462 von 4 beschreiben. Die Spannungsfesthalteschaltung 500 enthält mindestens einen MOSFET 510. Bei einer beispielhaften Ausführungsform sind mehrere MOSFETs 510 über einen DC-Bus 502 elektrisch parallel gekoppelt. Jedes MOSFET 510 kann optional einen Sourcewiderstand 512 und einen Drainwiderstand 514 zum Ausgleichen von Strömen enthalten.
Ein Differenzverstärker 530 vergleicht eine Spannung des DC-Busses 502 mit einer Referenzspannung 504. Der Differenzverstärker 530 stellt den Festhalte-Spannungspegel durch einen Ausgang 506 des Differenzverstärkers 530 ein. Ein Spannungsteiler, der Widerstände 503 und 505 enthält, wird verwendet, um die Spannung des DC-Busses 502 so zu reduzieren, dass sie mit der Referenzspannung 504 vergleichbar ist, und ist mit dem nicht invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 530 verbunden. Eine Spannungsrückkopplung wird nur aktiviert, wenn der FLAAD-Modus 550 aktiv ist. Die Verstärkung des Differenzverstärkers 530 ist so gewählt, dass eine Abweichung der Spannung des DC-Busses 502 von der Referenzspannung 504 während des Festhaltens der Spannung minimiert ist. Ein Kondensator 515 über einem Rückkopplungswiderstand 517 des Differenzverstärkers 530 sorgt für Stabilität. Ein Widerstand 529 kann ebenfalls enthalten sein.
Der Ausgang des Differenzverstärkers 530 treibt bei einer speziellen Ausführungsform die Gateanschlüsse der MOSFETs 510 zum Betrieb in einer linearen Region an, um genügend Leistung zu adsorbieren, um die Festhaltespannung bei einem voreingestellten Wert zu halten. Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist der voreingestellte Wert 16 V +/- 0,25 V. Über die DC-Busanschlüsse hinweg können optional Zenerdioden 516 enthalten sein, um die Spannung während eines anfänglichen Übergangs unter einer maximal angegebenen Spannung der Lasten, z.B. 40 V, festzuhalten, bevor die MOSFETs 510 aktiviert werden, um die Spannungsspitzenenergie zu befördern.
6 veranschaulicht eine beispielhafte Aufzeichnung 401 gemäß der vorliegenden Offenbarung, welche den Betrieb des FOPS 100 von 1 in Ansprechen auf die Fahrzeugsystemspannung veranschaulicht, wenn der vorbestimmte Betriebsmodus, z.B. FLAAD, aktiviert ist. Die Aufzeichnung 400 wird mit Bezug auf 1 - 3 beschrieben. Die vertikale Y-Achse zeigt die Spannung in Volt an. Die horizontale X-Achse zeigt die Zeit in Mikrosekunden von 0 bis 1.085 Mikrosekunden. Gestrichelte vertikale Linien stellen die Zeit bei 50 Mikrosekunden, 65 Mikrosekunden, 75 Mikrosekunden, 85 Mikrosekunden und 100 Mikrosekunden dar. Eine Fläche 480 bezeichnet eine normale Zone, die von 0 bis 50 Mikrosekunden über den gesamten Spannungsbereich und von 50 bis 1.085 Mikrosekunden zwischen 10 V und 16 V definiert ist. Flächen 482 und 483 bezeichnen jeweils einen Übergang in eine Zone mit einem Fehlerbetriebmodus. Die Fläche 482 ist von 50 bis 100 Mikrosekunden für alle Spannungen unter 10 V definiert. Die Fläche 483 ist von 50 bis 100 Mikrosekunden für Spannungen größer als 16 V definiert. Flächen 484 und 485 bezeichnen jeweils eine Zone mit einem Fehlerbetriebmodus. Die Fläche 484 ist von 100 bis 1.085 Mikrosekunden für Spannungen unter 10 V definiert. Die Fläche 485 ist von 100 bis 1.085 Mikrosekunden für Spannungen größer als 16 V definiert. Es ist festzustellen, dass der Übergang in die Zone mit einem Fehlerbetriebmodus der Flächen 482 und 483 die Zone mit einem Fehlerbetriebmodus enthalten kann, die bei 85 Mikrosekunden beginnt.
Die normale Zone der Fläche 480 enthält die Detektion von sowohl der ersten normalen Bedingung 172 als auch der zweiten normalen Bedingung 173 durch den Isolatorcontroller 200 von 2. Zum Beispiel detektieren sowohl der erste Spannungsdetektor 30 als auch der zweite Spannungsdetektor 32, dass sowohl die überwachte erste als auch die überwachte zweite Spannung 31 bzw. 33 innerhalb des ersten Spannungsbereichs liegen, z.B. kleiner als 16 V und größer als 10 V, und der vorbestimmte Betriebsmodus ist aktiv und aktiviert. Innerhalb der normalen Zone der Fläche 480 wird der dritte Isolatorschalter 3 immer in dem geschlossenen Zustand bleiben.
Der Übergang in die Zone mit einem Fehlerbetriebmodus der Flächen 482 und 483 umfasst die Detektion mindestens einer der ersten und zweiten nicht normalen Bedingungen 174 bzw. 175 durch den Isolationscontroller von 2. Zum Beispiel tritt die Zone mit einem Fehlerbetriebmodus von Fläche 483 auf, wenn mindestens einer der ersten und zweiten Spannungsdetektoren 30 bzw. 32 detektiert hat, dass mindestens eine der überwachten ersten und zweiten Spannungen 31 bzw. 33 mindestens die erste Zeitspanne lang größer als die erste obere Grenze, z.B. 16 V ist. Auf ähnliche Weise tritt die Zone mit einem Fehlerbetriebmodus der Fläche 482 auf, wenn mindestens einer der ersten und zweiten Spannungsdetektoren 30 bzw. 32 detektiert hat, dass mindestens eine der überwachten ersten und zweiten Spannungen 31 bzw. 33 mindestens die erste Zeitspanne lang kleiner als die erste untere Grenze, z.B. 10 V ist. Bei einer beispielhaften Ausführungsform beträgt die erste Zeitspanne 50 Mikrosekunden, wie in Aufzeichnung 400 von 0 bis 50 Mikrosekunden veranschaulicht ist.
Während des Stattfindens des Übergangs in die Zone mit einem Fehlerbetriebmodus (z.B. Flächen 482 und 483), wenn die Spannung außerhalb des Bereichs liegt, wird bei 50 Mikrosekunden der Merker gesetzt, der anzeigt, dass mindestens eine der überwachten ersten und zweiten Spannungen 31 bzw. 33 außerhalb des Bereichs liegt, wie durch Block 320 des Flussdiagramms 300 von 3 festgestellt wird. Bei 65 Mikrosekunden beginnt der zweite Isolatorschalter 2 mit dem Übergang vom Betrieb im offenen Zustand in den Betrieb im geschlossenen Zustand. Wie vorstehend erwähnt wurde, ist es dem dritten Isolatorschalter 3 nicht gestattet, von dem geschlossenen Zustand in den offenen Zustand überzugehen, bis der zweite Isolatorschalter 2 vollständig im geschlossenen Zustand betrieben wird. Bei 75 Mikrosekunden wird der Strom durch den dritten Isolatorschalter 3 auf Null reduziert und der dritte Isolatorschalter 3 wird in Ansprechen auf die Isolatorschalter-Ausschaltanforderung durch das Steuerungssignal 212 an den Treiber 215 in den Betrieb im offenen Zustand überführt. Es ist festzustellen, dass der Übergang in den geschlossenen Zustand des zweiten Isolatorschalters 2 bei 75 Mikrosekunden abgeschlossen sein muss. Es ist zu erkennen, dass die Zeitspanne zwischen 65 Mikrosekunden und 75 Mikrosekunden die vorstehend erwähnte vorbestimmte Übergangszeit, z.B. 10 Mikrosekunden, anzeigt. Bei 85 Mikrosekunden ist der Übergang in den offenen Zustand des dritten Isolatorschalters 3 abgeschlossen und die dritte Verbindungsstrecke 51, die in 1 veranschaulicht ist, ist offen, d.h. die erste und zweite Leistungsverteilungsstrecke 50 bzw. 52 sind getrennt.
Während des Auftretens des Übergangs in die Zone mit einem Fehlerbetriebmodus wird der Zeitgeber, wenn der dritte Isolatorschalter 3 vollständig im offenen Zustand betrieben wird (z.B. die Flächen 482 und 482 bei 85 Mikrosekunden), auf 1 Millisekunde eingestellt, um festzustellen, ob sowohl die erste als auch die zweite überwachte Spannung 31 bzw. 33 in den zweiten Spannungsbereich zurückfallen, wie durch Block 338 des Flussdiagramms 300 von 3 festgestellt wird. Mit Bezug auf die Fläche 485 ist mindestens eine der ersten und zweiten überwachten Spannungen 31 bzw. 33 größer als die erste obere Grenze, z.B. 16 V.
Bei 1.085 Mikrosekunden (d.h. 1 Millisekunde seit 85 Mikrosekunden) wird der dritte Isolatorschalter 3 vom Betrieb im offenen Zustand in den Betrieb im geschlossenen Zustand überführt in Ansprechen auf eines von: die erste und zweite überwachte Spannung 31 bzw. 33 sind mindestens die zweite Zeitspanne (z.B. 1 Millisekunde) lang beide kleiner als die zweite obere Grenze von 15,5 V, wenn mindestens eine der jeweiligen ersten und zweiten überwachten Spannungen 31 bzw. 33 zuvor von 50 bis 85 Mikrosekunden über der ersten oberen Grenze von 16 V war; und die erste und zweite überwachte Spannung 31 bzw. 33 sind beide mindestens die zweite Zeitspanne lang (z.B. 1 Millisekunde) größer als die zweite untere Grenze von 10,5 V, wenn mindestens eine der jeweiligen ersten und zweiten überwachten Spannungen 31 bzw. 33 zuvor von 50 bis 85 Mikrosekunden kleiner als die erste untere Grenze von 10 V waren. Es ist festzustellen, dass die Umschaltleistung der Schalter 1 - 6 derart hergeleitet wird, dass das Schalten des dritten Isolatorschalters 3 den Betrieb der verbleibenden Schalter während des Fehlerbetriebsmodus, z.B. 5 Sekunden lang, bis der Bediener die Kontrolle übernimmt, nicht beeinträchtigen wird.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Fehlerbetrieb-Stromversorgungssystems (100) für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren umfasst, dass: eine erste Spannung (31) an einer ersten Leistungsverteilungsstrecke (50) und eine zweite Spannung (33) an einer zweiten Leistungsverteilungsstrecke (52) überwacht werden, wobei beide Leistungsverteilungsstrecken (50, 52) parallel angeordnet sind und von einer jeweiligen unabhängigen Leistungsquelle (10; 12) mit Leistung versorgt werden, um einer oder mehreren Lasten (40, 42, 44), die auf jede Leistungsverteilungsstrecke (50, 52) verteilt sind, elektrische Leistung zuzuführen; ein Isolatorschalter (3) überwacht wird, der zwischen offenen und geschlossenen Zuständen gesteuert betrieben werden kann, wobei der geschlossene Zustand die Leistungsverteilungsstrecken (50, 52) verbindet und der offene Zustand die Verbindung zwischen den Leistungsverteilungsstrecken (50, 52) öffnet; jede der ersten (31) und zweiten (33) überwachten Spannungen mit einer Referenzspannung (35, 36) verglichen wird, was umfasst, dass entweder: jede der ersten (31) und zweiten (33) überwachten Spannungen mit einem ersten Spannungsbereich nur dann verglichen wird, wenn der Isolatorschalter (3) in dem geschlossenen Zustand betrieben wird, wobei der erste Spannungsbereich durch eine erste untere Grenze und eine erste obere Grenze definiert ist; oder jede der ersten (31) und zweiten (33) überwachten Spannungen mit einem zweiten Spannungsbereich nur dann verglichen wird, wenn der Isolatorschalter (3) im offenen Zustand betrieben wird, wobei der zweite Spannungsbereich durch eine zweite untere Grenze, die größer als die erste untere Grenze ist, und eine zweite obere Grenze, die kleiner als die erste obere Grenze ist, definiert ist, was bedeutet, dass sich der zweite Spannungsbereich innerhalb des ersten Spannungsbereichs befindet; wenn ein vorbestimmter Betriebsmodus, der Leistung benötigt, die im Fehlerfall verfügbar ist, aktiviert wird: der Isolatorschalter (3) in den offenen Zustand gesteuert wird, wenn mindestens eine der ersten (31) und zweiten (33) überwachten Spannungen die Referenzspannung (35, 36) verletzt; und der Isolatorschalter (3) in den geschlossenen Zustand gesteuert wird, wenn keine der ersten (31) und zweiten (33) überwachten Spannungen die Referenzspannung (35, 36) verletzt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Steuern des Isolatorschalters (3) in den offenen Zustand, wenn mindestens einer der ersten (31) und zweiten (33) überwachten Spannungen die Referenzspannung (35, 36) verletzt, umfasst, dass: nur, wenn der Isolatorschalter (3) im geschlossenen Zustand betrieben wird, der Isolatorschalter (3) zum Übergang von dem geschlossenen Zustand in den offenen Zustand gesteuert wird, wenn mindestens eine der ersten (31) und zweiten (33) überwachten Spannungen außerhalb des ersten Spannungsbereichs liegt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Isolatorschalter (3) zum Übergang vom geschlossenen Zustand in den offenen Zustand gesteuert wird, wenn mindestens eine der ersten (31) und zweiten (33) überwachten Spannungen eine vorbestimmte Zeitdauer lang außerhalb des ersten Spannungsbereichs liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Steuern des Isolatorschalters (3) in den offenen Zustand, wenn mindestens eine der ersten (31) und zweiten (33) überwachten Spannungen die Referenzspannung (35, 36) verletzt, umfasst, dass: nur, wenn der Isolatorschalter (3) im offenen Zustand betrieben wird, der Isolatorschalter (3) so gesteuert wird, dass er weiterhin im offenen Zustand betrieben wird, wenn mindestens eine der ersten (31) und zweiten (33) überwachten Spannungen außerhalb des zweiten Spannungsbereichs liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Steuern des Isolatorschalters (3) in den geschlossenen Zustand, wenn keine der ersten (31) und zweiten (33) Spannungen die Referenzspannung (35, 36) verletzt, umfasst, dass: nur, wenn der Isolatorschalter (3) im offenen Zustand betrieben wird, der Isolatorschalter (3) zum Übergang aus dem offenen Zustand in den geschlossenen Zustand gesteuert wird, wenn sowohl die erste (31) als auch die zweite (33) überwachte Spannung innerhalb des zweiten Spannungsbereichs liegen.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Isolatorschalter (3) zum Übergang aus dem offenen Zustand in den geschlossenen Zustand gesteuert wird, wenn sowohl die erste (31) als auch die zweite (33) überwachte Spannung eine vorbestimmte Zeitdauer lang innerhalb des zweiten Spannungsbereichs liegen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Isolatorschalter (3) immer im geschlossenen Zustand betrieben wird, wenn der vorbestimmte Betriebsmodus nicht aktiviert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei jede Leistungsverteilungsstrecke (50, 52) parallel angeordnet ist und von einer jeweiligen unabhängigen Leistungsquelle (10, 12) mit Leistung versorgt wird, das umfasst, dass: die erste Leistungsverteilungsstrecke (50) von einer ersten unabhängigen Leistungsquelle (10) mit Leistung versorgt wird, um einen Teil einer benötigten elektrischen Leistung jeder der einen oder mehreren Lasten (40, 42, 44) zuzuführen, die auf der ersten Leistungsverteilungsstrecke (50) verteilt sind, wobei die erste unabhängige Leistungsquelle (10) entweder einen elektrischen Generator oder einen DC/DC-Umsetzer umfasst; und die zweite Leistungsverteilungsstrecke (52) von einer zweiten unabhängigen Leistungsquelle (12) mit Leistung versorgt wird, um einen verbleibenden Teil der benötigten elektrischen Leistung jeder der einen oder mehreren Lasten (40, 42, 44) zuzuführen, die auf der zweiten Leistungsverteilungsstrecke (52) verteilt sind, wobei die zweite unabhängige Leistungsquelle (12) eine elektrische Energiespeichervorrichtung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Betriebsmodus entweder einen semi-autonomen Betriebsmodus oder einen autonomen Betriebsmodus umfasst.